第一章电路模型与定律

浙江工业大学信息学院余佩: Office:广浙江工业大学余佩

下 返期中考期中考总评成绩平×15%期末考×65%浙江工业大学余佩

上 下 返参考书江泽佳主编.电路原理 ：高等教 周长源主编.电路理论基础 ：高等教 ,编.电路分析基础 ：高等教 ,4JamesW.Nilsson,SusanA.Riedel 著.电路(ElectricCircuits),第六版(SixthEdition). ,2003浙江工业大学余佩

上 下 返 1第一章电路模型和电路§1-电路和电路§1-电流和电压的参考方§1-电功§1-电路元§1-电阻§1-电压源和电§1-受控电§1-基尔浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路§1-1电路和电路方式组合起来，构成电流的通路。浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路S+U– S+U– 实际电路的组电源、负载和导浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路由化学能转换成电能浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路浙江工业大学余佩§1.1电路和电路电动吸尘

手电浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路电路

实现信号的传递电 发电系统话放大话放大器扬声

升压

降压

电电炉浙江工业大学余佩

上 下 返电路参

§1.1电路和电路实际电路的形式和作用是多种多样的。三种基本的能量能量 浙江工业大学余佩

电场

磁场上 下 返§1.1电路和电路电 能 损耗电 电容 电场 储 磁场储能浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路

分得愈小，就愈接近实际情 单位长度的电阻单位长度的电阻，G0电导，为分布参数

单长感，C0位长度的电容单位长度的

上 下 返浙江工业大学余佩 电信号 速度接近光速

§1.1电路和电路c3108频率：fc3108

c/fcT电路系统的物理尺寸 为电路各向尺寸的最大如果：电源频率f很高 波长λ很 则电源中电流或电荷的分布发生变化的周T/影响到整个电路所需时间：tl/ t浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路频率f高λ电路寸l可，甚至小，电源电流或荷分布发的变化，就不 响整个电，电路不部分的磁场，、电荷变将按距的远近不各处电压也不同 i=i(x,t)，u=u(x,t)

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上 下 返电信号 速度接近光速

§1.1电路和电路c3108频率：fc3108

c/fcT电路系统的物理尺寸 为电路各向尺寸的最大电源频率f不高，波长λ很则 电源中电流或电荷的分布发生变化的周T/影响到整个电路所需时间：tl/ t在如此短暂的时间t里，可以认为电信号同时影响电路系统的所有点。电路参数的分布性对电路的影响就可以不予以考浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路假设：电效应在瞬间贯穿整个系数电浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路如：我国电力系统使用的频率为速度为光则

c3108c/f3108/506106 “远小于”的标准：十分之 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.1电路和电路 u=u(t)，i=i(t)电路中电压电流的关系方程常微本学期课程将只讨论 数电浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方电压、电流

电流ba,ab？a U ¯¯b

R R6+问题在复杂电路中难以预先判断某段中电流的实际方向，从而影响电路求浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方在解题前先任意选定一个方向，称为浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方向安培(AndréMarieAmpè1775~1836年)，法国物理学家，对数 年月日生于里昂一个富商家庭。年 最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究①发现了安培②发现电流的相③发明④提出分子电流⑤总结了电流元之间的作用——安培浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方方 实际方向为正电荷的宏观运动方实际方向 元

实际方 实际方iii浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方 A

i

元 A

i实际方 实际方此时,电流为代数若电流的参考方向与其实际方向一致，即i若电流的参考方向与其实际方向相反，即i浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考方电压u的参方uuu的单位：伏特浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考电压参考方任意选定一方向作为电压的高电”低电位 元：uAuB若：uAuB浙江工业大学余佩

u u上 下 返§1.2电压、电流参考

此时,电压浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考流出该元件，则称二者取关联的参考方向 –u＋–u＋ 参考

参考方向不一浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考参考方向关 参考方向不关电电 电电 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.2电压、电流参考考方向”是人为假设的方向。IU的参考方向浙江工业大学余佩

上 下 返 元

§1.3电功率和电功率在任意瞬时关联A 关联

吸收p如果参考方向不一致怎么问题功率有无正浙江工业大学余佩

上 下 返§1.3电功率和 在任意瞬时元件吸收pui浙江工业大学余佩

上 下 返 元A

§1.3电功率和 元A p puiu、i的数值代入若计算的结果p0明此部分电路若计p0说明此部分电浙江工业大学余佩

上 下 返§1.3电功率和二、能量

元A － 力将单位正电荷由A点移到B点时所做的功。00 000W0

udq

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上 下 返§1.3电功率和例 计算二端网络N1和N2的电功N1吸收的电功率PN110×550

PN2=－10×5=－50N1吸收的电功率N2放出的电功所以，功率浙江工业大学余佩

上 下 返电路元

§1.4电路电电路的电流一定等于从另一端子流出的浙江工业大学余佩

上 下 返电阻元

§1.5电阻元线性电阻元分类非线

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上 下 返§1.5电阻绕电

电阻电浙江工业大学余佩

上 下 返电路

§1.5电阻元 uu伏安 电阻元件 电阻元件

ii浙江工业大学余佩

上 下 返§1.5电阻元特性曲特性曲i —＋u—iRRui恒定不变时，称为线性电＋u—iR特性曲特性曲iuu-浙江工业大学余佩

上 下 返§1.5电阻无源无源 puii2RR

uG 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.5电阻元耗能耗能 t0t件吸收的电tW Ri2dt0电阻元件一般把吸收的电能转换成热能消耗掉浙江工业大学余佩

上 下 返§1.5电阻元RRS式——l导体的长度S电阻的单位是欧姆（Ω），千欧（KΩ）浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电电压源电压源(VoltageUSUS为直流电压 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电uuu=u=b电压源接外电端电压utit)无关，即电压源浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电u交流电源,u交流电源,uU恒压置恒S0i0i电电压源是一个理想的电路浙江工业大学余佩

上 下 返3.功电压源发出的功

§1.6电压源和电流uu注意电压源不接外电路时，电电压源的电压为零时，即

p为零，电压源处于“p=0，电压源相当于短路3浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电电流源CurrentSource电路符 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电伏安特电流源的端ii=

ub，即电流源的端电流不受外电路的影浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电电流源的伏uu改变而改

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上 下 返功

§1.6电压源和电电流源发出的功率 up u也是外电路吸收的功 b注意当电流源电流为零时，即iS0，电流源相当于开浙江工业大学余佩

上 下 返§1.6电压源和电i例1.2 写出各元件u和i的约束方程（元件iiu

iiu浙江工业大学余佩

上 下 返i

§1.6电压源和电u=104uiiu浙江工业大学余佩

u=5i=2上 下 返受控电

§1.7受控提供的电压或者电流，依赖于电路中中有一个支路的电压或电流受另一输出输出量：电压或控制量：电压或浙江工业大学余佩

上 下 返§1.7受控受控源的受控输出输出量为电输出量为 控制量为控制量为电控制量为电控制量为电控制量为电电压控电压 电流控电压

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上 下 返受控源的电路

§1.7受控电压Voltage-controlledVoltage

电压Voltage-controlledCurrent++ μ控制系数常量，转移电压比，无浙江工业大学余佩

+g——控制系数量，称上 下 返§1.7受控电流Current-controlledVoltage

电流控电流Current-controlledCurrent++ r控制系数常量，称移电阻具有电阻的量

β控制系数常量，称比浙江工业大学余佩

上 下 返cb i＋bb

§1.7受控电＋—

_

e

_浙江工业大学余佩

上 下 返§1.7受控 已知：iS=4A，r=0.5Ω，求电流源iSCCVS浙江工业大学余佩

上 下 返§1.7受控电解：首先设电流源iS及受控 CCVS考方

u=

×2=4×2= 电流源发出的功率PiS=uiS=i=ri/

CCVS发出的功率PCCVS= =2/10=0.2

=2×0.2=0.4浙江工业大学余佩

上 下 返§1- 基尔

§1.8基尔霍夫G.R.GustavG.R.GustavRobertKirchhoff德国物理学家、化学家和天文学家。1824年月12日生于普鲁士的柯尼斯堡(格勒 卒于柏林。1847年1850授。1875基尔霍夫主要从事光谱、辐射和电学发展了欧姆定律,对电路理论有重大贡献.

基尔霍浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫

适用于电路中的“节点反映任一节点的电流间相互约束适用于电路中的“回路Voltage

反映任一回路中电压间相互约束浙江工业大学余佩

上 下 返branch

有关术

§1.8基尔霍夫bce每一个二端元件构成一条bce如： (node支路的连接 由支路构成的闭合如：abca、acdea、bcdb、浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫广义节点由假想闭合面包围着的节点和支路的集合如下图S浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫内内 任何时刻，对任一节点，a ce数学数学表i浙江工业大学余佩

上 下 返根据

§1.8基尔霍夫5节点a：i1i2i3 5b

1i4i5

c移移

i2i4i60i5i6i30i1i2i3i4i5i2i4i5i6

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上 下 返§1.8基尔霍夫SS闭合面i1i2i3对电路中任一类似闭合面浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫ce 根据i1i2i5i6浙江工业大学余佩

上 下 返举I=

§1.8基尔霍夫 _ + I=I= 浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫二、基尔霍夫电压定律u1u1u2bu5cu6u7内中，任何时刻，沿任回路，所有支路电压 代数和恒为u浙江工业大学余佩

上 下 返根据

u4u2

§1.8基尔霍夫

u4回路

u5u3u7u4u1 u u1bu5ⅠⅡu2cu1bu5ⅠⅡu2cu6u7 根据KVL计算电路中任意两点间的电压浙江工业大学余佩

上 下 返§1.8基尔霍夫在图示电路中，已u122V、u233Vu255V、u373V、u67=1V,尽可能多地确定各元件的电压

k:u13u12u23k①b②d③g④ace⑤f⑥jh⑦ia:k①b②d③g④ace⑤f⑥jh⑦ie:u36u37u76f:u56u52u23u36i:

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上 下 返§1.8基尔霍夫若：(1)R1、R2、R3值不(2)R1R2R3。尽i2R3i1i23i1i37i2i3R1i1R1i1R3i3

上 下 返i1i2i1i3R1i1R2i2R3i3

§1.8基尔霍夫R1R2R3值不定则:i1i2i3值不定1i 3R21R1R2

R1=R2=2 4R32

i103R1R2R

13323 7R1

113R12 RR123浙江工业大学余佩

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